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1、,第7章 油液分析技术,. 油样理化性能的检测方法 .磨屑光谱分析方法 .磨屑铁谱分析技术,机械故障诊断学,Anhui University of Technology,概述,. 油样理化性能的检测方法,机械零件的磨损失效-最常见最主要的失效形式，约占设备失效的80%。决定其能源消耗和磨损情况的两大因素：磨损付的性质和所用润滑剂润滑剂作用：润滑、冷却、防护、密封、清洗等,油液分析技术原理：运动副的表面磨损会产生磨屑微粒，以悬浮状态和灰尘等杂物一起进入并存在于机械的润滑系统中，这些大大小小的磨损颗粒带来了设备故障和失效的重要信息。磨粒不同的特性（形态、尺寸、表面形貌、数量及粒子的分布）反映了不同
2、的磨损失效形式（粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损等）。根据磨粒的材料成分可分辩出其来源。,油液分析技术特点：对研究机械磨损的部位和过程、磨损失效的类型、磨损的机理、油品评价有着重要作用，也是在不停机、不解体情况下对设备进行诊断的重要手段。,Anhui University of Technology,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,油液分析技术分类：（1）油液本身物理化学性能分析：润滑剂的性能和状态直接影响机械磨擦时的磨损状态。对润滑剂理
3、化性能的监测就是对润滑系统工作状态的监测,可防止因润滑不良所产生的故障。（2）油液中不溶物质（磨损微粒）分析：即磨屑检测技术，检测摩擦副本身的工作状态。其分析方法主要有光谱分析法、铁谱分析法和磁塞法。油液分析技术的实施过程包括取样、样品制备、检测、诊断与决策等步骤。,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,一、润滑油的定性分析方法1、滤纸斑点试验用滴在滤纸上散成的斑点图像来测清净分散剂的含量和分散能力（GB803087）。分散剂用于抑制油中微粒的积累和维持零件表面清净。其含量下降（氧化污染）则油将沉淀。2、润滑油污染指数测定污染：氧化物、油泥、
4、水分、沉淀物、磨粒、燃油等；引起：润滑油导电率变化-理化性能变化。方法：测在用油的介电常数（物质与真空相比传递电能之能力）与新油比较，可反映出污染程度和质量。手段：快速油质分析仪,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,二、润滑油定量分析,1、粘度 粘度表示润滑油的粘稠程度，它是指油品分子间发生相对位移时所产生的内摩擦阻力的大小。粘度为牛顿型流体流动时剪应力与剪切变形率之比例常数。,绝对粘度动力粘度 运动粘度（常用）mm2/s在测试温度50或 100下测得的粘度大小作为润滑油的牌号（如 20机械油， 即在50 时测得的该油运动粘度大小GB314
5、1-82 ）。相对粘度 就是跟标样（或空白）的粘度比值,2、油性（极压性）另一种减磨性能，表示油膜的吸附强度，取决于其化学成分。粘度相同，油性不同，润滑效果不同。,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,3、闪点和燃点 润滑油加热到一定温度即蒸发产生油蒸气，它与空气的混合气体与火焰接触时，发生的闪光现象，这时润滑油的温度为闪点。如闪光时间达5分钟，则此温度为燃点。它们的高低表示油在高温下的安定性。一般润滑油的闪点在130至325之间。选择润滑油时其闪点要比最高工作温度高20至30。,4、其他还有机械杂质、水分、灰分、腐蚀、残灰、抗磨性、抗氧化安
6、定性等指标,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,三、 润滑脂质量指标针入度表示润滑脂的致密的程度，是划分润滑脂牌号的主要依据。用150克的标准圆锥针，在5秒内插入到温度为25润滑脂内的深度（单位1/10mm）称为针入度。针入度越大，润滑脂的稠度越小，应根据具体工作条件选择针入度。2、滴点将润滑脂开始熔化的温度称为滴点，通常滴点应比工作温度高2030。3、腐蚀 将铜片（或铁片）放在润滑脂中保持一定的温度，经过规定的时间取出，如果铜片表面无绿色暗迹或其他腐蚀斑点，则认为合格。4、游离酸碱 润滑脂在稠化时，如果皂化不完全或矿物油分解，就会产生游离
7、酸，如碱过多（腐蚀金属表面），会产生游离碱（对有色金属特别有害）。,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,5、水分 指润滑脂中水的含量。水分过多时，会降低润滑脂的工作性能，加剧金属表面的腐蚀。但润滑脂中的结合水可以作为较好的结构改善剂，如钙基脂、钙钠基脂。6、氧化安定性 指润滑脂抗氧化的能力。氧化安定性差的润滑脂，易于氧化生成各种有机酸，腐蚀金属表面，使润滑脂变质。7、机械安定性 指润滑脂受到机械搅动或剪切作用后稠度的变化。质量好的润滑脂稠度一般也会降低，但变化不大。用剪断器剪切10万次，剪后针入度增大值在30以内，则认为该润滑脂的机械安定性
8、是比较好的。8、其他还有胶体安定性、水淋性、抗磨性、蒸发损失等质量指标。,. 油样理化性能的检测方法,Anhui University of Technology,四、 液压油液压机械传递能力和作功之介质。其状态直接影响液压机械的运转可靠性，故可检测液压油的污染和性能变化情况，来监测机械的工作状况及用于故障诊断。总之，定期检测在用油的质量指标，与标准值比较，可以：确定和预测机械工作状态，防止油品衰败导致机械早期磨损和故障；确定和预测故障源、类型和程度，进而进行维修；确定是否换油，按质按需换油，减少浪费。一些厂矿制定了部分换油标准。,白光 聚光镜 单色光 有色溶液 光电元件 单色器分光受光光电子
9、（光电源流） 检流计读出透光率（或吸光度）放出,Anhui University of Technology,.磨屑光谱分析方法,定义：油液光谱分析法是根据各种元素吸收和发射光谱的不同，用光谱分析仪分析润滑油中金属的成分和含量来判断磨损的零件和磨损程度的方法。特点：自动化程度高、分析速度快、定量准确、多元素分析，其灵敏度范围一般小于10m，灵敏度、准确性和稳定性均较好，但不能反映磨屑的形貌细节，且分析结果滞后,根据光吸收基本定律，在入射波长一定及液层厚度不变的条件下，电流与光电元件上的光强度成正比，溶液的吸光度与有色物质的浓度成正比，由吸光度可测定待测物质的浓度。,、分光光度计法,产品优势：.
10、 采用的先进的微机处理技术，自动调0%，调100%，无误差T/A转换，浓度直读功能。. 采用1200条/mm高性能光栅、波长精度高、单色性好，杂散光低。. 采用进口的钨灯，发光效率更高，使用寿命更长，功耗也更低。. 特有的4nm带宽、与同类可见光仪器相比，测试性能更佳。. 超大的样品室，可选购放置100mm比色皿，特别适合电厂、糖厂进行微量分析。. 提供RS232接口，可连接计算机或者直接连接打印机。. 722S型分光光度计是722的出口型。在722基础上做了改进。,上海天普分光度计,可测参数氨氮，COD，总硬度，硫化物，氰化物，重金属(铬,镉,NH4-N,钙,铁,镁,铝,氯,氟,铜,硝酸盐,
11、亚硝酸盐,总氮,磷酸盐,锌,碘,臭氧,铅,镍,钾,硅,硒，吸光度透光度，连续光谱扫描，动态分析曲线，多波长测量等功能。在VIS可见光（320-1100nm）内连续光谱扫描分析水质参数，灯源：钨灯；* 测量模式：浓度、吸光度、透光率、吸光度与透光度百分比，动力学 扫描，光谱曲线，多波长；* 光谱/扫描：在自选波长范围内可以1nm为单位进行扫描* 条形码：自动识别WTW圆形和方形带条码的比色皿*,photoLab 6100 可见分光光度计,.磨屑光谱分析方法,二、原子吸收光谱分析法，又称原子吸收分光光度法,特制光源 原子蒸汽（高温雾化器喷射 ）单色镜光电探测器放大器仪表 元素化合物溶液,油液中所含
12、元素的原子受电能(激发光源采用电弧)或热能激发后发出辐射能，经棱镜或光栅分光后以光谱形式呈现。不同物质的原子受激后所放出的光辐射都具有与该元素相对应的特征波长，光谱的图像决定了被激发原子的结构和特征，测出特征谱线的强度就可测量元素的含量和浓度及种类，用于早期机械磨损状态的诊断。,组成：激发装置、光栅（或棱镜）、光电系统等,分析方法测量方法：空气-乙炔火焰法，氢化物发生器原子吸收法,富氧-空气乙炔火焰法浓度计算方式：标准曲线法（1-3次曲线），自动拟合，标准加入法重复测量次数1-20次，计算平均值，给出标准偏差和相对标准偏差,光学系统波长范围190nm900nm单色器消象差C-T型单色器光谱带宽
13、0.2、0.4、1.0、2.0nm波长精确度优于0.25nm波长重复性0.15nm基线漂移0.005A/30min检测器光电倍增管,原子化系统特征浓征(Cu)0.03g/ml/1%检出限(Cu)0.006g/ml燃烧器100mm金属钛燃烧器，空冷预混合型精密度RSD1%喷雾器高效玻璃、全塑、不锈钢雾化器雾化室耐腐蚀材料雾化室,Anhui University of Technology,.磨屑光谱分析方法,光谱分析法还有原子发射光谱分析法。 原理：利用不同元素的物质受到强光源激发后发出不同波长的光线，通过光学系统排序得到光谱，根据特征谱线判断物质是否存在，根据光谱线密度或亮度来判断元素含量。
14、它们特别适用于有多种金属零件组成的机器的润滑系统监测，不同的金属磨屑来自于不同的零件。,一、原理利用高梯度强磁场将油液中所含机械微粒，按其粒度大小有序地分离出来，通过显微镜对磨屑进行有关形状、大小、成分、数量及粒度分布等方面的定性定量观测，判断机械设备的磨损情况，预报零部件的失效。通过磨粒的颜色来了解磨粒成分，通过磨粒的含量来确定磨损情况。,Anhui University of Technology,.磨屑铁谱分析技术,二、特点1、较宽的微粒尺寸检测范围光谱：小于10m；其它（如磁塞法、滤纸法等）：大于10m该分析法对0.1-100m的颗粒均敏感，2、同时获得磨粒多种信息定性观察分析（利用光
15、学显微镜或扫描电子显微镜）：观察磨粒形貌、鉴别磨粒成分、揭示磨损类型、程度、部位、原因。定量测量（光密度计法、颗粒定量仪、微观粒子分析法、图象处理系统、定量金相法等）：测量磨粒尺寸、确定磨粒数量、程度，反映了磨粒的趋势和发展。费用低廉，使用范围最广。3、对非铁系（及多种材料摩擦副）颗粒的检测能力较差。对大规模设备群也难用上。,三、铁谱分析仪、分析式铁谱仪,Anhui University of Technology,.磨屑铁谱分析技术,1润滑油试样 2特种胶管 3泵 4磁铁5玻璃基片 6排渣管 7废油收集瓶 8铁谱显微镜 9 铁谱读数仪,将磨粒从油液中分离出来，制成谱片，在铁谱显微镜下，对基片上的磨粒进行有关大小、形态、成分、数量等的定性定量分析，从而对设备进行诊断。颗粒向下的磁场引力正比于颗粒体积，下沉阻力正比于颗粒表面积，大颗粒首先沉淀，玻璃片倾斜安装，磁力不断增强，颗粒依大小顺序排列。不同的微粒在铁谱显微镜下呈现不同的颜色。,
